具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

针对背景技术中提到的相关技术中存在的自移机尾位姿检测方法无法适用于非水平面的作业环境，并且检测精度不高的技术问题，本实施例技术方案提供了一种自移机尾姿态检测方法，下面结合具体的实施例对该方法进行说明。

其中，需要说明的是，本实施例的自移机尾姿态检测方法的执行主体可以为自移机尾姿态检测装置，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以配置在电子设备中，电子设备可以包括但不限于终端、服务器端等。

图1是根据本公开实施例提供的自移机尾姿态检测系统的组成结构示意图，如图1所示，自移机尾姿态检测系统可以包括：多个信标(例如：信标11、信标12、信标13)、双目相机21以及工控机22。其中，多个信标(信标11、信标12、信标13)可以设置于皮带输送机10的两侧，例如：信标11设置于皮带输送机10的一侧，信标12和信标13设置于皮带输送机10的另一侧；双目相机21可以设置于自移机尾20上，并且光轴可以平行于自移机尾20平面的中轴线，用于采集多个信标的图像，将图像传输至工控机22。

其中，双目相机21可以是支持立体成像功能的任意型号的相机，工控机22可以是任意类型及型号的工控机，例如：台式计算机、平板电脑、嵌入式工控机等，对此不作限制。

一些实施例中，多个信标可以是红外发光信标，并且双目相机21可以设置红外滤光片，从而在采集多个信标的图像的过程中可以进行滤光处理，因此可以有效去除环境光变化带来的干扰，提升图像的质量，进而有利于辅助工控机22对采集图像进行处理。

图2是根据本公开一实施例提供的自移机尾姿态检测方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括：

S201：工控机根据双目相机采集的多个信标的第一信标图像，确定皮带输送机相对于自移机尾的初始姿态角。

本公开实施例中，双目相机21首先采集多个信标(信标11、信标12、信标13)的第一信标图像，例如：针对每个信标进行图像采集得到多个第一信标图像，或者还可以针对多个信标进行图像采集得到一个第一信标图像，对此不作限制。双目相机21采集第一信标图像后，可以将该第一信标图像发送至工控机22。

一些实施例中，可以对皮带输送机10和自移机尾20的初始位姿状态进行标定，在皮带输送机10和自移机尾20无相对偏移状态下，采集该第一信标图像。

在这种情况下，工控机22可以根据该第一信标图像，确定皮带输送机10相对于自移机尾20的初始姿态角。

其中，皮带输送机10和自移机尾20无相对偏移状态下对应的姿态角可以被称为初始姿态角，初始姿态角可以是航向角、俯仰角、横滚角中的一种或者多种，对此不做限制。

一些实施例中，例如根据第一信标图像中信标的位置确定该初始姿态角，或者还可以采用其它方式确定所述初始姿态角，对此不做限制。

S202：工控机根据双目相机采集的多个信标的第二信标图像，确定皮带输送机相对于自移机尾的变化姿态角。

上述确定初始姿态角后，进一步地，双目相机21还可以采集多个信标(信标11、信标12、信标13)的第二信标图像，例如：针对每个信标进行图像采集得到多个第二信标图像，或者还可以针对多个信标进行图像采集得到一个第二信标图像，并将采集的第二信标图像发送至工控机22。

一些实施例中，可以在皮带输送机10和自移机尾20发生相对偏移状态下，采集该第二信标图像，也即是说，在自移机尾20发生偏移的情况下采集第二信标图像。

在这种情况下，工控机22可以根据该第二信标图像，确定皮带输送机10相对于自移机尾20的变化姿态角，变化姿态角的确定方式可以同理于上述初始姿态角的确定方式，此处不再赘述。

其中，皮带输送机10和自移机尾20发生相对偏移状态下对应的姿态角可以被称为变化姿态角，对应的，变化姿态角也可以是航向角、俯仰角、横滚角中的一种或者多种，对此不做限制。

S203：工控机根据初始姿态角和变化姿态角，确定皮带输送机相对于自移机尾的相对位姿关系。

上述确定皮带输送机10相对于自移机尾20的初始姿态角、变化姿态角后，进一步地根据初始姿态角和变化姿态角，确定皮带输送机10相对于自移机尾20的相对位姿关系，从而可以根据相对位置关系对自移机尾20进行调整。

本实施例中，工控机根据双目相机采集的多个信标的第一信标图像，确定皮带输送机相对于自移机尾的初始姿态角，并根据双目相机采集的多个信标的第二信标图像，确定皮带输送机相对于自移机尾的变化姿态角，以及根据初始姿态角和变化姿态角，确定皮带输送机相对于自移机尾的相对位姿关系。因此，与相关技术中对自移机尾本身的姿态进行检测相比，本方案能够检测皮带输送机与自移机尾之间姿态角的变化，确定皮带输送机与自移机尾之间的空间相对位姿，从而可以实现对非水平面环境下的自移机尾的姿态进行检测的目的，能够满足不同作业场景的需求，提高了自移机尾的位姿检测效果，此外本方案还可以避免外界因素干扰，提高检测的精准性。进而解决了相关技术中存在的自移机尾位姿检测方法无法适用于非水平面的作业环境，并且检测精度不高的技术问题。

图3是根据本公开另一实施例提供的自移机尾姿态检测方法的流程示意图，如图3所示，该方法包括：

S301：从第一信标图像提取与多个信标对应的多个第一空间坐标。

本公开实施例在确定皮带输送机相对于自移机尾的初始姿态角的操作中，首先从第一信标图像提取与多个信标对应的多个第一空间坐标，其中，第一空间坐标例如可以是在双目相机坐标系下的空间坐标，并且工控机22可以预先设置空间坐标提取算法，从第一信标图像提取多个第一空间坐标。一些实施例中，多个信标的数量大于等于三个。

举例而言，多个信标例如信标11、信标12以及信标13可以用A、B、C，表示，并且对应的第一空间坐标可以表示为A(x_ia，y_ia，z_ia)、B(x_ib，y_ib，z_ib)、C(x_ic，y_ic，z_ic)。

S302：根据多个第一空间坐标，计算皮带输送机相对于自移机尾的初始姿态角。

进一步地，根据多个第一空间坐标，确定多个信标相对于双目相机21的初始姿态角，由于多个信标设置于皮带输送机10，双目相机21设置于自移机尾20，因此可以计算多个信标相对于双目相机21的初始姿态角表示皮带输送机10相对于自移机尾20的初始姿态角。

一些实施例中，多个信标的数量大于等于三个，在计算初始姿态角的过程中，可以根据多个第一空间坐标，计算皮带输送机相对于自移机尾的初始航向角α_i、初始俯仰角β_i、初始横滚角γ_i，其中，初始航向角α_i表示在双目相机坐标系XOY平面上皮带输送机(信标)与X轴的夹角，初始俯仰角β_i表示在双目相机坐标系XOZ平面上皮带输送机(信标)与X轴的夹角，初始横滚角γ_i表示在双目相机坐标系YOZ平面上皮带输送机(信标)与Y轴的夹角。

举例而言，初始航向角α_i、初始俯仰角β_i、初始横滚角γ_i的计算公式如下：

S303：从第二信标图像提取与多个信标对应的多个第二空间坐标。

进一步地，本公开实施例可以从第二信标图像提取与多个信标对应的多个第二空间坐标，其中，第二空间坐标的提取方式同理于第一空间坐标的提取方式，此处不再赘述。

举例而言，信标11、信标12以及信标13对应的第二空间坐标可以表示为A(x_ca，y_ca，z_ca)、B(x_cb，y_cb，z_cb)、C(x_cc，y_cc，z_cc)。

S304：根据多个第二空间坐标，计算皮带输送机相对于自移机尾的变化航向角、变化俯仰角、变化横滚角。

进一步地，根据A(x_ca，y_ca，z_ca)、B(x_cb，y_cb，z_cb)、C(x_cc，y_cc，z_cc)计算皮带输送机相对于自移机尾的变化航向角、变化俯仰角、变化横滚角，计算方式同理于上述的初始航向角α_i、初始俯仰角β_i、初始横滚角γ_i计算方式，此处不再赘述。

举例而言，计算得到的变化航向角、变化俯仰角、变化横滚角可以分别用α_c、β_c、γ_c表示。

S305：分别计算初始航向角与变化航向角、初始俯仰角与变化俯仰角、初始横滚角与变化横滚角对应的多个第一差值。

上述确定初始航向角α_i、初始俯仰角β_i、初始横滚角γ_i、变化航向角α_c、变化俯仰角β_c、变化横滚角γ_c后，计算初始航向角α_i与变化航向角α_c的第一差值Δα、初始俯仰角β_i与变化俯仰角β_c的第一差值Δβ、初始横滚角γ_i与变化横滚角γ_c的第一差值Δγ，多个第一差值计算公式如下：

Δα＝α_c-α_i

Δβ＝β_c-β_i

Δγ＝γ_c-γ_i

S306：根据多个第一差值，确定皮带输送机相对于自移机尾的相对位姿关系。

进一步地，根据多个第一差值，确定皮带输送机相对于自移机尾的相对位姿关系，例如：将多个第一差值作为自移机尾的相对位姿关系。从而，本公开实施例可以根据航向角、俯仰角、横滚角计算自移机尾的相对位姿关系，因此确定的位姿更加准确。

一些实施例，还可以根据多个第一空间坐标确定位移标志点的第三空间坐标，例如：取信标12以及信标13的中点M_i作为该位移标志点，对应的第三空间坐标表示为进一步地，还可以根据多个第二空间坐标确定位移标志点的第四空间坐标，第四空间坐标可以表示为并且，在根据多个第一差值，确定皮带输送机相对于自移机尾的相对位姿关系的操作中，还可以分别计算第三空间坐标与第四空间坐标在每个坐标轴的第二差值，多个第二差值可以分别用Δx、Δy、Δz表示，计算公式如下：

进一步地，根据多个第一差值和第二差值，确定皮带输送机相对于自移机尾的相对位姿关系。从而，在确定自移机尾的相对位姿关系的过程中，还可以引用位移标志点的位移变化作为参考，因此确定的位姿关系更加准确。

图4是根据本公开实施例提供的自移机尾姿态检测方法的流程示意图，如图4所示，在实际应用中，首先进行初始位姿图像采集，从初始位姿图像中提取信标并计算空间坐标，并计算初始姿态角及位置标志点，进一步地采集位姿变化后的图像，并从变化后的位姿图像中提取信标并计算空间坐标，并计算变化后姿态角及位置标志点，最终计算相对位姿。

本实施例中，通过工控机根据双目相机采集的多个信标的第一信标图像，确定皮带输送机相对于自移机尾的初始姿态角，并工控机根据双目相机采集的多个信标的第二信标图像，确定皮带输送机相对于自移机尾的变化姿态角，以及工控机根据初始姿态角和变化姿态角，确定皮带输送机相对于自移机尾的相对位姿关系。因此，与相关技术中对自移机尾本身的姿态进行检测相比，本方案能够检测皮带输送机与自移机尾之间姿态角的变化，确定皮带输送机与自移机尾之间的空间相对位姿，从而可以实现对非水平面环境下的自移机尾的姿态进行检测的目的，能够满足不同作业场景的需求，提高了自移机尾的位姿检测效果，此外本方案还可以避免外界因素干扰，提高检测的精准性。进而解决了相关技术中存在的自移机尾位姿检测方法无法适用于非水平面的作业环境，并且检测精度不高的技术问题。

图5是根据本公开另一实施例提供的自移机尾姿态检测装置的示意图。如图5所示，该自移机尾姿态检测装置50包括：第一确定模块501，用于根据双目相机采集的多个信标的第一信标图像，确定皮带输送机相对于自移机尾的初始姿态角，其中多个信标设置于皮带输送机两侧，双目相机设置于自移机尾；第二确定模块502，用于根据双目相机采集的多个信标的第二信标图像，确定皮带输送机相对于自移机尾的变化姿态角；检测模块503，用于根据初始姿态角和变化姿态角，确定皮带输送机相对于自移机尾的相对位姿关系。

可选地，一些实施例，第一确定模块501，包括：第一提取子模块，用于从第一信标图像提取与多个信标对应的多个第一空间坐标；以及第一确定子模块，用于根据多个第一空间坐标，计算皮带输送机相对于自移机尾的初始姿态角。

可选地，一些实施例，多个信标的数量大于等于三个，第一确定子模块，包括：确定单元，用于根据多个第一空间坐标，计算皮带输送机相对于自移机尾的初始航向角、初始俯仰角、初始横滚角。

可选地，一些实施例，第二确定模块502，包括：第二提取子模块，用于从第二信标图像提取与多个信标对应的多个第二空间坐标；以及第二确定子模块，用于根据多个第二空间坐标，计算皮带输送机相对于自移机尾的变化航向角、变化俯仰角、变化横滚角。

可选地，一些实施例，检测模块503，包括：第一差值计算子模块，用于分别计算初始航向角与变化航向角、初始俯仰角与变化俯仰角、初始横滚角与变化横滚角对应的多个第一差值；检测子模块，用于根据多个第一差值，确定皮带输送机相对于自移机尾的相对位姿关系。

可选地，一些实施例，装置50还包括：计算模块，用于根据多个第一空间坐标确定位移标志点的第三空间坐标，根据多个第二空间坐标确定位移标志点的第四空间坐标，并且检测子模块，具体用于：根据多个第一差值和第二差值，确定皮带输送机相对于自移机尾的相对位姿关系。

可选地，一些实施例，多个信标为红外信标，双目相机设置有红外滤光片。

需要说明的是，前述对自移机尾姿态检测方法的解释说明也适用于本实施例的装置，此处不再赘述。

本实施例中，自移机尾的姿态检测系统包括设置于皮带输送机两侧的多个信标、设置于自移机尾的双目相机以及与双目相机连接的工控机，通过工控机根据双目相机采集的多个信标的第一信标图像，确定皮带输送机相对于自移机尾的初始姿态角，并工控机根据双目相机采集的多个信标的第二信标图像，确定皮带输送机相对于自移机尾的变化姿态角，以及工控机根据初始姿态角和变化姿态角，确定皮带输送机相对于自移机尾的相对位姿关系。因此，与相关技术中对自移机尾本身的姿态进行检测相比，本方案能够检测皮带输送机与自移机尾之间姿态角的变化，确定皮带输送机与自移机尾之间的空间相对位姿，从而可以实现对非水平面环境下的自移机尾的姿态进行检测的目的，能够满足不同作业场景的需求，提高了自移机尾的位姿检测效果，此外本方案还可以避免外界因素干扰，提高检测的精准性。进而解决了相关技术中存在的自移机尾位姿检测方法无法适用于非水平面的作业环境，并且检测精度不高的技术问题。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

为了实现上述实施例，本申请还提出一种计算机程序产品，当计算机程序产品中的指令处理器执行时，执行如本申请前述实施例提出的自移机尾姿态检测方法。

图6示出了适于用来实现本申请实施方式的示例性计算机设备的框图。图6显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture；以下简称：ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture；以下简称：MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics StandardsAssociation；以下简称：VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral ComponentInterconnection；以下简称：PCI)总线。

计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图6未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。

尽管图6中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如：光盘只读存储器(Compact Disc Read OnlyMemory；以下简称：CD-ROM)、数字多功能只读光盘(Digital Video Disc Read OnlyMemory；以下简称：DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本申请各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本申请所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network；以下简称：LAN)，广域网(Wide Area Network；以下简称：WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及自移机尾姿态检测，例如实现前述实施例中提及的自移机尾姿态检测方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。